KR102111639B1 - 시프트 멀티플렉싱 기법을 이용한 홀로그래픽 투명 스크린 제작 방법 및 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 실시예들은 물체광 및/또는 참조광의 위상을 조절하여 필터링하는 마스크를 윈도우의 경계면 근처에 위치시키고, 물체광 및/또는 참조광의 세기를 조절하는 필터를 물체광 및/또는 참조광의 이동 경로에 위치시키고, 기설정된 기록 시간에 따라 간섭 패턴을 기록하고 필터를 이동시킴으로써, 경계면에서 회절 분포의 균일도를 향상시키면서 대면적으로 기록할 수 있는 홀로그래픽 광학 소자의 제작 방법 및 홀로글래스 스크린의 제작 방법을 제공한다.
Description
본 발명이 속하는 기술 분야는 홀로그래픽 광학 소자를 제작하는 방법 및 시스템에 관한 것이다.
이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 실시예에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.
홀로그램은 광파가 기록된 매체로서 광파의 세기와 위상 정보를 저장한다. 홀로그램은 광파의 세기와 위상 정보를 이용하여 시각정보를 3차원으로 재구성할 수 있다. 홀로그램을 기록하는 방법은 간섭성을 갖는 물체광(신호광)과 참조광(기준광)을 조사하여 신호광 및 기준광 간의 간섭무늬를 매체에 기록한다. 홀로그램을 기록/재생하는 방법은 크게 투과형과 반사형으로 구분된다.
소면적 홀로그램과 달리, 대면적 홀로그램을 제작할 때, 홀로그래픽 광학 소자의 크기가 제작 시스템의 광학 장치가 조사하는 빔보다 훨씬 큰 물리적 한계를 극복하기 위하여, 시프트 멀티플렉싱 기법을 적용한다. 시프트 멀티플렉싱 기법은 대면적의 기록면을 따라 빔을 이동시키며 기록하는 방식이다.
시프트 멀티플렉싱 기법은 기록을 위한 윈도우의 경계면에서 물체광 또는 참조광이 음영 효과(Shadow Effect)에 의해 간섭이 일어나지 않는 영역을 발생시키는 문제가 있다. 경계면에서 포토폴리머의 기록 영역 근처에서 기록에 참여하지 않는 영역의 모노머의 확산 이동에 따라 기록 효율이 감소되는 문제가 있다.
본 발명의 실시예들은 물체광 및/또는 참조광의 위상을 조절하여 필터링하는 마스크를 윈도우의 경계면 근처에 위치시키고, 물체광 및/또는 참조광의 세기를 조절하는 필터를 물체광 및/또는 참조광의 이동 경로에 위치시키고, 기설정된 기록 시간에 따라 간섭 패턴을 기록하고 필터를 이동시킴으로써, 경계면에서 회절 분포의 균일도를 향상시키면서 홀로그래픽 광학 소자를 대면적으로 기록하는 데 발명의 주된 목적이 있다.
본 발명의 명시되지 않은 또 다른 목적들은 하기의 상세한 설명 및 그 효과로부터 용이하게 추론할 수 있는 범위 내에서 추가적으로 고려될 수 있다.
본 실시예의 일 측면에 의하면, 제1 레이저 빔 및 제2 레이저 빔을 조사하는 단계, 상기 제1 레이저 빔 및 제2 레이저 빔을 통과시키는 윈도우를 포함하는 시프팅 장치에 의해 상기 제1 레이저 빔 및 제2 레이저 빔을 이동시키는 단계, 및 상기 홀로그래픽 광학 소자에 상기 제1 레이저 빔 및 상기 제2 레이저 빔을 입사시켜 간섭 패턴을 기록하는 단계를 포함하는 홀로그래픽 광학 소자의 제작 방법을 제공한다.
본 실시예의 다른 측면에 의하면, 제1 레이저 빔 및 제2 레이저 빔을 조사하는 광학 장치, 상기 제1 레이저 빔 및 제2 레이저 빔을 통과시키는 윈도우를 포함하며 상기 제1 레이저 빔 및 제2 레이저 빔을 이동시키는 시프팅 장치, 및 상기 제1 레이저 빔 및 상기 제2 레이저 빔을 입사시켜 간섭 패턴을 기록하는 홀로그래픽 광학 소자를 포함하는 홀로그래픽 광학 소자의 제작 시스템을 제공한다.
본 실시예의 또 다른 측면에 의하면, 제1 레이저 빔 및 제2 레이저 빔을 조사하는 단계, 상기 제1 레이저 빔 및 제2 레이저 빔을 통과시키는 윈도우를 포함하는 시프팅 장치에 의해 상기 제1 레이저 빔 및 제2 레이저 빔을 이동시키는 단계, 상기 홀로그래픽 광학 소자에 상기 제1 레이저 빔 및 상기 제2 레이저 빔을 입사시켜 간섭 패턴을 기록하는 단계, 및 투명판의 일면에 상기 홀로그래픽 광학 소자를 적층하는 단계를 포함하는 스크린의 제작 방법을 제공한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 실시예들에 의하면, 물체광 및/또는 참조광의 위상을 조절하여 필터링하는 마스크를 윈도우의 경계면 근처에 위치시키고, 물체광 및/또는 참조광의 세기를 조절하는 필터를 물체광 및/또는 참조광의 이동 경로에 위치시키고, 기설정된 기록 시간에 따라 간섭 패턴을 기록하고 필터를 이동시킴으로써, 경계면에서 회절 분포의 균일도를 향상시키면서 홀로그래픽 광학 소자를 대면적으로 기록할 수 있는 효과가 있다.
여기에서 명시적으로 언급되지 않은 효과라 하더라도, 본 발명의 기술적 특징에 의해 기대되는 이하의 명세서에서 기재된 효과 및 그 잠정적인 효과는 본 발명의 명세서에 기재된 것과 같이 취급된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스크린을 예시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 홀로그래픽 광학 소자의 제작 시스템을 예시한 블록도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 윈도우 및 마스크를 포함하는 홀로그래픽 광학 소자의 제작 시스템을 예시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 필터를 포함하는 홀로그래픽 광학 소자의 제작 시스템을 예시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 홀로그래픽 광학 소자의 제작 시스템의 필터를 예시한 도면이다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 홀로그래픽 광학 소자의 제작 시스템이 시프팅하는 동작을 예시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 홀로그래픽 광학 소자의 제작 방법을 예시한 흐름도이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 스크린의 제작 방법을 예시한 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 홀로그래픽 광학 소자의 제작 시스템을 예시한 블록도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 윈도우 및 마스크를 포함하는 홀로그래픽 광학 소자의 제작 시스템을 예시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 필터를 포함하는 홀로그래픽 광학 소자의 제작 시스템을 예시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 홀로그래픽 광학 소자의 제작 시스템의 필터를 예시한 도면이다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 홀로그래픽 광학 소자의 제작 시스템이 시프팅하는 동작을 예시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 홀로그래픽 광학 소자의 제작 방법을 예시한 흐름도이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 스크린의 제작 방법을 예시한 흐름도이다.
이하, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기능에 대하여 이 분야의 기술자에게 자명한 사항으로서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하고, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다.
최근 들어 매스미디어를 이용한 광고와 차별화된 광고 기법으로 시트 형태의 투영 스크린을 형성하고 이 스크린에 광고 콘텐츠를 재생하는 방법이 확대되고 있다. 일례로 이러한 방법은 상점의 윈도우 후면에 투과형 투명 필름(Rear Projection Film)을 부착하고, 상점 내에 설치된 빔 프로젝터로부터 투과형 필름에 광고 영상을 투사시켜 상점 밖의 사람들이 윈도우를 통하여 빔 프로젝터로부터 투사된 영상을 볼 수 있도록 제공된다.
투명한 프로젝션 스크린들은 광범위한 응용 분야에 적용될 수 있는데, 그 중 하나가 인터랙티브 쇼윈도(Interactive Shop Windows)에 적용되는 것이다. 스크린의 배후의 물체들을 보는 것을 허용하면서 스크린 상에 정보를 투사하기 위해 소위 홀로스크린들(Holoscreens)이 이용되고 있다.
도 1은 스크린을 예시한 도면이다. 도 1에 따르면, 스크린(100)은 투명판(110) 및 홀로그래픽 광학 소자(120)를 포함한다. 홀로그래픽 광학 소자(120)는 베이스 필름(Base Film, 121)과 베이스 필름(121)에 형성된 간섭 패턴(122)을 포함한다. 본 발명에서 스크린(100)는 빔 프로젝터 스크린으로 적용될 수 있다.
투명판(110)는 유리로 제조된 것으로서, 본 발명에서는 투명한 유리판 형태로 형성될 수 있다. 투명판(110)은 유리 대신에 투명하게 형성된 다른 소자(ex. 아크릴 판)를 이용하는 것도 가능하다.
홀로그래픽 광학 소자(120)는 사전에 설계된 방향으로 회절되는 볼륨 회절 소자들을 포함하는 회절판으로서, 서로 다른 파장 대역을 갖는 광들을 같은 방향으로 투과 및 회절시키는 기능을 한다. 파의 진행방향을 바꾸는 광학소자를 회절 격자(Diffraction Grating)라고 한다. 이러한 홀로그래픽 광학 소자(120)는 단일 계층으로 형성되어 투명판(110)의 일면에 적층될 수 있다.
홀로그래픽 광학 소자(120)는 투과형 홀로그램 기록 방법을 이용하여 베이스 필름은 포토폴리머로 구현될 수 있다. 홀로그래픽 광학 소자(120)는 VHOE(Volume Holographic Optical Element) 필름에 간섭 패턴을 형성시킴으로써 생성될 수 있다. 베이스 필름은 결속제(Polymeric Binder), 모노머(Monomers), 개시제(Initiator System), 감광염료(Sensitizing Dye)로 구성될 수 있다.
모노머는 실질적인 정보를 저장하는 부분으로 광 중합반응의 화학반응을 거쳐 굴절률 변화를 일으킨다. 개시제는 초기에 중합반응을 쉽게 일어나게 하는 부분이고, 감광염료는 원하는 대역의 광을 흡수하여 중합반응을 시작할 수 있도록 개시제를 상호작용 시키며 반응 파장을 선택할 수 있는 부분이다.
간섭 패턴(122)은 두 개의 레이저 빔(물체광 및 참조광)에 의한 간섭 패턴에 따라 노출될 때 모노머(Monomer)가 작용기(Functional Group)와 결합하여 폴리머화(Polymerized)되면서 특정 형태가 정렬되어 형성된다.
먼저 노광에 의한 간섭 패턴을 기록한다. 두 빔이 기록 매질에서 간섭을 일으켜 보강간섭이 일어나는 부분이 밝은 부분(bright)으로, 상쇄간섭이 일어나는 부분이 어두운 부분(dark)으로 가정하면 노출시 밝은 부분에는 많은 에너지가 흡수된 모노머가 폴리머로 되는 광 중합반응이 활발히 일어난다. 중합반응의 양은 입사하는 두 빔의 세기에 따라 결정된다.
다음으로 어두운 부분의 모노머가 밝은 지역으로 확산(diffusion)하여 광 중합반응을 일으켜 광 중합반응의 양을 결정한다. 이러한 과정이 끝나면 포토폴리머 필름은 결속제 집결(Binder-Rich) 지역과 중합체 집결(Photopolymer-Rich) 지역으로 나누어지고 결속제 집결지역은 낮은 굴절률을 갖는 반면, 중합체 집결 지역은 높은 굴절률을 갖게되어 굴절률 변조를 통하여 위상형 홀로그램을 제작할 수 있다.
홀로그래픽 광학 소자(120)는 어떠한 파장 대역의 광이 입사되더라도 투명 스크린 기능을 수행할 수 있도록 적색 광, 녹색 광, 청색 광 등을 정해진 순서에 따라 차례대로 투과시켜 생성될 수 있다. 여기서 적색 광은 적색(R)과 관련된 파장 대역을 갖는 광을 의미하고, 녹색 광은 녹색(G)과 관련된 파장 대역을 갖는 광을 의미하며, 청색 광은 청색(B)과 관련된 파장 대역을 갖는 광을 의미한다.
홀로그래픽 광학 소자(120)는 투명 스크린 기능을 효과적으로 수행할 수 있다면 적색 광, 녹색 광, 청색 광 등 외에 다른 색상과 관련된 광들을 이용하여 생성되는 것도 가능하다.
홀로그래픽 광학 소자(120)는 생성된 뒤 투명판(110)의 저면에 적층되기 전에 열 압착 방식이나 접착제 압착 방식 중 어느 하나의 방식을 이용하여 실링(Sealing) 처리될 수 있다. 본 발명은 이러한 실링 처리를 통해 홀로그래픽 광학 소자(120)가 열화되는 것을 방지할 수 있으며, 외부 환경으로부터 홀로그래픽 광학 소자(120)를 보호하는 것이 가능해진다.
도 2는 홀로그래픽 광학 소자의 제작 시스템을 예시한 블록도이다. 홀로그래픽 광학 소자의 제작 시스템(200)은 광학 장치(210), 시프팅장치(220), 및 홀로그래픽 광학 소자(230)를 포함한다. 홀로그래픽 광학 소자의 제작 시스템(200)은 도 2에서 예시적으로 도시한 다양한 구성요소들 중에서 일부 구성요소를 생략하거나 다른 구성요소를 추가로 포함할 수 있다.
광학 장치(210)는 두 개의 레이저 빔을 조사한다. 제1 레이저 빔 및 제2 레이저 빔은 물체광 및 참조광으로 지칭될 수 있다. 물체광은 광학 소자를 투과하면서 회절 및 산란 특성을 갖는다. 참조광은 광학 소자를 투과하면서 빔의 직진성을 유지하면서 진행한다. 광학 장치(210)는 하나의 광원으로부터 조사된 광은 광 분리기를 통하여 두 개의 광으로 분리하고, 거울을 통하여 광의 진행 각도를 조절할 수 있다.
홀로그래픽 광학 소자(230)는 제1 레이저 빔 및 제2 레이저 빔을 입사시켜 간섭 패턴을 기록한다. 제2 레이저 빔은 홀로그래픽 광학 소자(230)의 일면에서 수직 방향을 기준으로 60도 이상 기울어진 각도로 입사될 수 있다.
직진성과 발산형 참조광 및 확산판에 의해 확산된 물체광을 홀로그래픽 기록 필름에 입사시킨다.
마이크로 주기를 갖는 광학판이 홀로그래픽 광학 소자(240)에 밀착되어 설치되고, 제1 레이저 빔 및 제2 레이저 빔의 광학 특성을 조절한다. 광학판(230)은 렌즈 어레이 또는 프리즘으로 구현될 수 있다. 렌즈 어레이는 반원통형의 렌티큘러(Lenticular) 또는 반구형 구조를 가질 수 있다. 프리즘은 등각 또는 비등각(Blazed Grating) 구조를 가질 수 있다.
확산판(Diffusion Plate)은 제1 레이저 빔의 진행 경로에 위치하되 제2 레이저 빔의 진행 경로에 위치하지 않도록 광학판으로부터 이격하여 설치된다.
홀로그래픽 광학소자(230)에 입사되는 물체광과 참조광의 세기는 기 설정된 범위로 매칭된다. 물체광과 참조광의 세기를 일정 범위 내로 매칭시키면, 물체광과 참조광의 간섭으로 홀로그래픽 광학 소자의 베이스 필름(121) 상에 간섭 패턴(122)이 형성된다.
빔의 세기는 확산판의 투과도 조절을 통해 달성할 수 있다. 구체적으로, 확산판의 투과도는 확산판에 포함되는 비드 입자의 간격, 크기, 배열, 및 밀도 조절, 필름의 재질 선택, 확산판의 두께 조절, 굴절율 등을 통해 가능하며, 결과적으로 확산판의 투과도 조절을 통해 홀로그래픽 광학소자에 입사되는 빔의 세기 조절이 가능하게 된다.
대면적 홀로그램을 제작할 때, 홀로그래픽 광학 소자의 크기가 제작 시스템의 광학 장치가 조사하는 빔보다 훨씬 큰 물리적 한계를 극복하기 위하여, 시프트 멀티플렉싱 기법을 적용한다. 시프트 멀티플렉싱 기법은 대면적의 기록면을 따라 빔을 이동시키며 기록하는 방식이다.
시프팅 장치(220)는 윈도우(221) 및 마스크(222)를 포함한다. 시프팅 장치(220)는 필터(223)를 포함할 수 있다.
본 실시예에 따른 홀로그래픽 광학 소자의 제작 시스템은 시프트 멀티플렉싱 기법을 이용하여 기록을 수행하며, 윈도우의 경계면에서 물체광 또는 참조광이 음영 효과(Shadow Effect)에 의해 간섭이 일어나지 않는 영역이 발생하지 않도록 윈도우(221) 근처에 마스크(222)를 위치시킨다.
홀로그래픽 광학 소자의 제작 시스템은 윈도우의 경계면에서 포토폴리머의 기록 영역 근처에서 기록에 참여하지 않는 영역의 모노머의 확산 이동에 따라 기록 효율이 감소되는 문제를 해결하기 위하여 필터(223)를 빔의 경로에 위치시킨다.
도 3을 참조하면, 기록면(230) 위에 윈도우(221)가 위치하고, 윈도우(221)는 제1 레이저 빔(201)과 제2 레이저 빔(202)을 통과시킨다. 마스크(222)는 윈도우(221)의 경계면 근처에 위치한다. 마스크는 기록 필름과 밀착될 수 있다.
마스크(222)는 시프트 멀티플렉싱의 진행 방향에 대한 반대 방향으로 윈도우(221)의 경계면 근처에 위치할 수 있다. 마스크(222)는 윈도우(221)가 빔을 차단하는 영역의 하단에 위치하고, 윈도우(221)에서 빔이 통과하는 영역의 하단에 위치할 수 있다. 마스크(222)는 마이크로 단위로 조정되어 윈도우(221)와 함께 정밀하게 이동한다.
음영 폭은 마스크의 두께에 빔의 입사각의 탄젠트값을 곱하여 산출된다. 입사각은 마스크 면의 수직선을 0도로 하여 기울어진 각도로 정의된다. 예컨대, 70도 고각 입사일 때, 100 마이크로미터 폭의 음영 폭을 가지려면, 마스크는 36 마이크로미터가 되어야 한다. 즉, 참조광의 입사각을 기준으로 마스크의 두께가 설정된다.
마스크(222)는 음영 효과가 발생하는 영역에 위치하여, 빔을 필터링한다. 마스크(222)는 제1 레이저 빔(201) 및/또는 제2 레이저 빔(202)의 위상을 조절하여 필터링한다.
도 4를 참조하면, 필터(223)는 윈도우(221)의 경계면 근처에 위치하고, 빔의 경로에 위치한다. 필터(223)는 윈도우(221)의 내부에 위치할 수 있다. 필터(223)의 하단에는 마스크(222)가 위치할 수 있다.
필터(223)는 제1 레이저 빔(201) 및/또는 제2 레이저 빔(202)의 세기를 조절하여 필터링한다. 필터는 가변형 중립 밀도(Neutral Density, ND) 필터로 구현될 수 있다. 필터(223)는 경계면에서 연속적으로 변하는 선형 분포 및/또는 가우시안 분포를 갖도록 빔의 세기를 조절한다. 필터(223)에 포함된 매질의 크기, 밀도 등을 조절하여 분포를 형성한다. 선형 분포 및/또는 가우시안 분포는 도 5에 도시되어 있다.
도 6 및 도 7은 홀로그래픽 광학 소자의 제작 시스템이 시프팅하는 동작을 예시한 도면이다.
시프팅 장치는 단일 기록 면적을 이동 거리의 N(N은 양의 정수)의 배율로 설정하고 배율이 클수록 기록 시간을 짧게 설정하여, 회절 분포의 균일도를 향상시킨다. 배율은 10배 내지 100배로 설정될 수 있고, 1/10 내지 1/100으로 설정될 수 있다.
시프팅 장치는 초기 기록 시간부터 나중 기록 시간까지의 비율을 증가시키며, 기록 회수에 역비례하도록 기록 시간을 증가시켜 회절 분포의 균일도를 향상시킨다. 시프팅 장치는 빔의 세기에 역비례하도록 기록 시간을 조절하여 설정하여 균일한 회절 효율 분포를 갖게 된다.
시프팅 장치는 수평 방향, 수직 방향, 대각선 방향, 원형 궤도, 가우시안 분포에 대응하는 방향, 랜덤 방향, 또는 이들의 조합으로 이동시킬 수 있다. 한 방향으로 경계면이 생기는 기록 순서를 최소화하여, 경계면에서 불균일도를 최소화하고 균일한 회절 효율 분포를 얻을 수 있다.
시프팅 장치는 (i) 기록 시간과 이동 거리를 짧게 설정할수록 투명도가 높이지고 (ii) 기록 시간과 이동 거리를 길게 설정할수록 회절 효율이 높아지는 것을 고려하고, 빔의 세기를 폴리머 반응을 위한 최소 세기보다 크게 설정할 수 있다.
홀로그래픽 광학 소자의 제작 시스템에 포함된 구성요소들이 도 2에서는 분리되어 도시되어 있으나, 복수의 구성요소들은 상호 결합되어 적어도 하나의 모듈로 구현될 수 있다.
홀로그래픽 광학 소자의 제작 시스템은 하드웨어적 요소가 마련된 컴퓨팅 디바이스에 소프트웨어, 하드웨어, 또는 이들의 조합하는 형태로 탑재될 수 있다. 컴퓨팅 디바이스는 각종 기기 또는 유무선 통신망과 통신을 수행하기 위한 통신 모뎀 등의 통신장치, 프로그램을 실행하기 위한 데이터를 저장하는 메모리, 프로그램을 실행하여 연산 및 명령하기 위한 마이크로프로세서 등을 전부 또는 일부 포함한 다양한 장치를 의미할 수 있다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 홀로그래픽 광학 소자의 제작 방법을 예시한 흐름도이다. 홀로그래픽 광학 소자의 제작 방법은 홀로그래픽 광학 소자의 제작 시스템에 의하여 수행될 수 있으며, 홀로그래픽 광학 소자의 제작 시스템이 수행하는 동작에 관한 상세한 설명과 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
단계 S810에서, 홀로그래픽 광학 소자의 제작 시스템은 제1 레이저 빔 및 제2 레이저 빔을 조사한다.
단계 S820에서, 홀로그래픽 광학 소자의 제작 시스템은 제1 레이저 빔 및 제2 레이저 빔을 통과시키는 윈도우를 포함하는 시프팅 장치에 의해 제1 레이저 빔 및 제2 레이저 빔을 이동시킨다. 시프팅 장치는 제1 레이저 빔 및/또는 제2 레이저 빔의 위상을 조절하여 필터링하는 마스크를 포함하고, 마스크를 윈도우의 경계면 근처에 위치시킨다. 시프팅 장치는 제1 레이저 빔 및/또는 제2 레이저 빔의 세기를 조절하여 필터링하는 필터를 포함하며, 필터를 빔의 경로에 위치시킨다.
필터는 경계면에서 연속적으로 변하는 선형 분포 및/또는 가우시안 분포를 갖도록 빔의 세기를 조절한다. 시프팅 장치는 단일 기록 면적을 이동 거리의 N(N은 양의 정수)의 배율로 설정하고 배율이 클수록 기록 시간을 짧게 설정한다. 시프팅 장치는 초기 기록 시간부터 나중 기록 시간까지의 비율을 증가시키며, 기록 회수에 역비례하도록 기록 시간을 증가시킨다. 시프팅 장치는 빔의 세기에 역비례하도록 기록 시간을 조절하여 설정한다. 시프팅 장치는 수평 방향, 수직 방향, 대각선 방향, 원형 궤도, 가우시안 분포에 대응하는 방향, 랜덤 방향, 또는 이들의 조합으로 이동시킨다.
시프팅 장치는 (i) 기록 시간과 이동 거리를 짧게 설정할수록 투명도가 높이지고 (ii) 기록 시간과 이동 거리를 길게 설정할수록 회절 효율이 높아지는 것을 고려하고, 빔의 세기를 폴리머 반응을 위한 최소 세기보다 크게 설정할 수 있다.
단계 S830에서, 홀로그래픽 광학 소자의 제작 시스템은 홀로그래픽 광학 소자에 제1 레이저 빔 및 제2 레이저 빔을 입사시켜 간섭 패턴을 기록한다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 스크린의 제작 방법을 예시한 흐름도이다. 홀로그래픽 광학 소자의 제작 시스템이 수행하는 동작에 관한 상세한 설명과 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
스크린의 제작 방법은 제1 레이저 빔 및 제2 레이저 빔을 조사하는 단계(S910), 제1 레이저 빔 및 제2 레이저 빔을 통과시키는 윈도우를 포함하는 시프팅 장치에 의해 제1 레이저 빔 및 제2 레이저 빔을 이동시키는 단계(S920), 홀로그래픽 광학 소자에 제1 레이저 빔 및 제2 레이저 빔을 입사시켜 간섭 패턴을 기록하는 단계(S930), 및 투명판의 일면에 홀로그래픽 광학 소자를 적층하는 단계(S840)를 포함한다.
도 8 및 도 9에서는 각각의 과정을 순차적으로 실행하는 것으로 기재하고 있으나 이는 예시적으로 설명한 것에 불과하고, 이 분야의 기술자라면 본 발명의 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 도 8 및 도 9에 기재된 순서를 변경하여 실행하거나 또는 하나 이상의 과정을 병렬적으로 실행하거나 다른 과정을 추가하는 것으로 다양하게 수정 및 변형하여 적용 가능할 것이다.
본 실시예들에 따른 동작은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능한 매체에 기록될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능한 매체는 실행을 위해 프로세서에 명령어를 제공하는 데 참여한 임의의 매체를 나타낸다. 컴퓨터 판독 가능한 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 예를 들면, 자기 매체, 광기록 매체, 메모리 등이 있을 수 있다. 컴퓨터 프로그램은 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어 분산 방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수도 있다. 본 실시예를 구현하기 위한 기능적인(Functional) 프로그램, 코드, 및 코드 세그먼트들은 본 실시예가 속하는 기술분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있을 것이다.
본 실시예들은 본 실시예의 기술 사상을 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 실시예의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 실시예의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 실시예의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
200: 홀로그래픽 광학 소자의 제작 시스템
210: 광학 장치 220: 시프팅 장치
221: 윈도우 222: 마스크
223: 필터 230: 홀로그래픽 광학 소자
210: 광학 장치 220: 시프팅 장치
221: 윈도우 222: 마스크
223: 필터 230: 홀로그래픽 광학 소자
Claims (19)
- 제1 레이저 빔 및 제2 레이저 빔을 조사하는 단계;
상기 제1 레이저 빔 및 제2 레이저 빔을 통과시키는 윈도우를 포함하는 시프팅 장치에 의해 상기 제1 레이저 빔 및 제2 레이저 빔을 이동시키는 단계; 및
홀로그래픽 광학 소자에 상기 제1 레이저 빔 및 상기 제2 레이저 빔을 입사시켜 간섭 패턴을 기록하는 단계를 포함하며,
상기 시프팅 장치는 상기 제1 레이저 빔 또는 상기 제2 레이저 빔의 위상을 조절하여 필터링하는 마스크를 포함하고, 상기 마스크를 상기 윈도우의 경계면 근처에 위치시키고, 상기 마스크는 상기 윈도우와 함께 이동하며,
상기 시프팅 장치는 상기 제1 레이저 빔 및 상기 제2 레이저 빔의 세기를 조절하여 필터링하는 필터를 포함하며, 상기 필터를 빔의 경로에 위치시키고,
상기 마스크는 상기 윈도우의 경계면에서 상기 제1 레이저 빔 또는 상기 제2 레이저 빔이 음영 효과(Shadow Effect)에 의해 간섭이 일어나지 않는 영역이 발생하지 않도록 상기 마스크의 두께가 설정되며, 상기 음영 효과에 따른 음영 폭은 상기 마스크의 두께에 상기 제2 레이저 빔의 입사각의 탄젠트값을 곱하여 산출되며, 상기 입사각은 상기 마스크의 일면의 수직선을 0도로 하여 기울어진 각도로 정의되는 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 광학 소자의 제작 방법. - 삭제
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 필터는 상기 필터의 경계면에서 연속적으로 변하는 선형 분포 또는 가우시안 분포를 갖도록 빔의 세기를 조절하는 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 광학 소자의 제작 방법. - 제1항에 있어서,
상기 시프팅 장치는 단일 기록 면적을 이동 거리의 N(상기 N은 양의 정수)의 배율로 설정하고 상기 배율이 클수록 기록 시간을 짧게 설정하는 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 광학 소자의 제작 방법. - 제1항에 있어서,
상기 시프팅 장치는 기록 횟수가 증가할수록 초기 기록 시간부터 나중 기록 시간까지의 기록 시간의 길이의 비율을 증가시키는 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 광학 소자의 제작 방법. - 제1항에 있어서,
상기 시프팅 장치는 빔의 세기에 역비례하도록 기록 시간을 조절하여 설정하는 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 광학 소자의 제작 방법. - 제1항에 있어서,
상기 시프팅 장치는 수평 방향, 수직 방향, 대각선 방향, 원형 궤도, 가우시안 분포에 대응하는 방향, 랜덤 방향, 또는 이들의 조합으로 이동시키는 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 광학 소자의 제작 방법. - 제1항에 있어서,
상기 시프팅 장치는 (i) 기록 시간과 이동 거리를 짧게 설정할수록 투명도가 높이지고 (ii) 상기 기록 시간과 상기 이동 거리를 길게 설정할수록 회절 효율이 높아지는 것을 고려하고, 빔의 세기를 폴리머 반응을 위한 최소 세기보다 크게 설정하는 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 광학 소자의 제작 방법. - 제1 레이저 빔 및 제2 레이저 빔을 조사하는 광학 장치;
상기 제1 레이저 빔 및 제2 레이저 빔을 통과시키는 윈도우를 포함하며 상기 제1 레이저 빔 및 제2 레이저 빔을 이동시키는 시프팅 장치; 및
상기 제1 레이저 빔 및 상기 제2 레이저 빔을 입사시켜 간섭 패턴을 기록하는 홀로그래픽 광학 소자를 포함하며,
상기 시프팅 장치는 상기 제1 레이저 빔 또는 상기 제2 레이저 빔의 위상을 조절하여 필터링하는 마스크를 포함하고, 상기 마스크를 상기 윈도우의 경계면 근처에 위치시키고, 상기 마스크는 상기 윈도우와 함께 이동하며,
상기 시프팅 장치는 상기 제1 레이저 빔 및 상기 제2 레이저 빔의 세기를 조절하여 필터링하는 필터를 포함하며, 상기 필터를 빔의 경로에 위치시키고,
상기 마스크는 상기 윈도우의 경계면에서 상기 제1 레이저 빔 또는 상기 제2 레이저 빔이 음영 효과(Shadow Effect)에 의해 간섭이 일어나지 않는 영역이 발생하지 않도록 상기 마스크의 두께가 설정되며, 상기 음영 효과에 따른 음영 폭은 상기 마스크의 두께에 상기 제2 레이저 빔의 입사각의 탄젠트값을 곱하여 산출되며, 상기 입사각은 상기 마스크의 일면의 수직선을 0도로 하여 기울어진 각도로 정의되는 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 광학 소자의 제작 시스템. - 삭제
- 삭제
- 제10항에 있어서,
상기 필터는 상기 경계면에서 연속적으로 변하는 선형 분포 또는 가우시안 분포를 갖도록 빔의 세기를 조절하는 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 광학 소자의 제작 시스템. - 제10항에 있어서,
상기 시프팅 장치는 단일 기록 면적을 이동 거리의 N(상기 N은 양의 정수)의 배율로 설정하고 상기 배율이 클수록 기록 시간을 짧게 설정하는 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 광학 소자의 제작 시스템. - 제10항에 있어서,
상기 시프팅 장치는 기록 횟수가 증가할수록 초기 기록 시간부터 나중 기록 시간까지의 기록 시간의 길이의 비율을 증가시키는 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 광학 소자의 제작 시스템. - 제10항에 있어서,
상기 시프팅 장치는 빔의 세기에 역비례하도록 기록 시간을 조절하여 설정하는 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 광학 소자의 제작 시스템. - 제10항에 있어서,
상기 시프팅 장치는 수평 방향, 수직 방향, 대각선 방향, 원형 궤도, 가우시안 분포에 대응하는 방향, 랜덤 방향, 또는 이들의 조합으로 이동시키는 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 광학 소자의 제작 시스템. - 제10항에 있어서,
상기 시프팅 장치는 (i) 기록 시간과 이동 거리를 짧게 설정할수록 투명도가 높이지고 (ii) 상기 기록 시간과 상기 이동 거리를 길게 설정할수록 회절 효율이 높아지는 것을 고려하고, 빔의 세기를 폴리머 반응을 위한 최소 세기보다 크게 설정하는 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 광학 소자의 제작 시스템. - 제1 레이저 빔 및 제2 레이저 빔을 조사하는 단계;
상기 제1 레이저 빔 및 제2 레이저 빔을 통과시키는 윈도우를 포함하는 시프팅 장치에 의해 상기 제1 레이저 빔 및 제2 레이저 빔을 이동시키는 단계;
홀로그래픽 광학 소자에 상기 제1 레이저 빔 및 상기 제2 레이저 빔을 입사시켜 간섭 패턴을 기록하는 단계; 및
투명판의 일면에 상기 홀로그래픽 광학 소자를 적층하는 단계를 포함하며,
상기 시프팅 장치는 상기 제1 레이저 빔 또는 상기 제2 레이저 빔의 위상을 조절하여 필터링하는 마스크를 포함하고, 상기 마스크를 상기 윈도우의 경계면 근처에 위치시키고, 상기 마스크는 상기 윈도우와 함께 이동하며,
상기 시프팅 장치는 상기 제1 레이저 빔 및 상기 제2 레이저 빔의 세기를 조절하여 필터링하는 필터를 포함하며, 상기 필터를 빔의 경로에 위치시키고,
상기 마스크는 상기 윈도우의 경계면에서 상기 제1 레이저 빔 또는 상기 제2 레이저 빔이 음영 효과(Shadow Effect)에 의해 간섭이 일어나지 않는 영역이 발생하지 않도록 상기 마스크의 두께가 설정되며, 상기 음영 효과에 따른 음영 폭은 상기 마스크의 두께에 상기 제2 레이저 빔의 입사각의 탄젠트값을 곱하여 산출되며, 상기 입사각은 상기 마스크의 일면의 수직선을 0도로 하여 기울어진 각도로 정의되는 것을 특징으로 하는 스크린의 제작 방법.
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| KR1020180075415A KR102111639B1 (ko) | 2018-06-29 | 2018-06-29 | 시프트 멀티플렉싱 기법을 이용한 홀로그래픽 투명 스크린 제작 방법 및 시스템 |
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| KR1020180075415A KR102111639B1 (ko) | 2018-06-29 | 2018-06-29 | 시프트 멀티플렉싱 기법을 이용한 홀로그래픽 투명 스크린 제작 방법 및 시스템 |
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| KR20200002191A (ko) | 2020-01-08 |
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